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JAVA高精度數值運算方法,小數點後保留位數,結合相關例題進行介紹!

      int資料類型的位數為16位,short int資料類型的位數為16位,而long int的位數為32位。其餘常用資料類型的位數也相當有限。在實際應用中,需要對更大或者更小的數進行運算和處理。Java在java.math包中提供的API類BigDecimal,用來對超過16位有效位的數進行精确的運算。

一、Java 中 BigDecimal 類的使用方法

     1、BigDecimal類經常用到的構造方法:

                   1.BigDecimal(int)建立一個具有參數所指定整數值的對象。   例如:BigDecimal sum = new BigDecimal(1);

             2.BigDecimal(double)建立一個具有參數所指定雙精度值的對象。   例如:BigDecimal sum = new BigDecimal(2.54);

      2、BigDecimal類的常用運算方法:      由于BigDecimal所建立的是對象,我們不能使用傳統的+、-、*、/等算術運算符直接對其對象進行數學運算,而必須調用其相對應的方法。方法中的參數也必須是BigDecimal的對象。       1. add(BigDecimal)BigDecimal對象中的值相加,然後傳回這個對象。

      2. subtract(BigDecimal)BigDecimal對象中的值相減,然後傳回這個對象。

      3. multiply(BigDecimal)BigDecimal對象中的值相乘,然後傳回這個對象。

      4. divide(BigDecimal)BigDecimal對象中的值相除,然後傳回這個對象。   用一些例子進行了解:       //建立BigDecimal對象

        BigDecimal bigNumber = new BigDecimal("89.1234567890123456789");

        BigDecimal bigRate = new BigDecimal(1000);

        BigDecimal bigResult = new BigDecimal(); //對象bigResult的值為0.0

      //對bigNumber的值乘以1000,結果 賦予bigResult

        bigResult = bigNumber.multiply(bigRate);

        System.out.println(bigResult.toString());

      //或者System.out.println(bigResult);

      //顯示結果:89123.4567890123456789000 二、BigDecimal和格式化

    由于NumberFormat類的format()方法可以使用BigDecimal對象作為其參數,可以利用BigDecimal對超出16位有效數字的貨币值,百分值,以及一般數值進行格式化控制。下面給出代碼實作java的舍小數取整、四舍五入取整,四舍五入保留幾位小數、湊整取上限的操作:

import java.math.BigDecimal;
public class A {      
			public static void main(String[] args)
			{
				double i = 3.856; 
			       // 舍掉小數取整 
			       System.out.println("舍掉小數取整:Math.floor(3.856)=" + (int) Math.floor(i)); 
			       // 四舍五入取整 
			       System.out.println("四舍五入取整:(3.856)=" 
			       + new BigDecimal(i).setScale(0, BigDecimal.ROUND_HALF_UP)); 
			       // 四舍五入保留兩位小數 
			      System.out.println("四舍五入取整:(3.856)=" 
			       + new BigDecimal(i).setScale(2, BigDecimal.ROUND_HALF_UP)); 
			       // 湊整,取上限 
			       System.out.println("湊整:Math.ceil(3.856)=" + (int) Math.ceil(i)); 
					  
		        }
}
           

在上面代碼中:       1.使用Math.floor(i);方法實作舍掉小數取整的操作,其中形參i就是要進行操作的數。(與BigDecimal類沒什麼關系)       2.使用BigDecimal(i).setScale(0, BigDecimal.ROUND_HALF_UP));方法實作四舍五入的操作,其中i為要操作的數,setScale();方法中的“0”,代表小數點後不保留有效數字。以此類推,小數點後保留兩位有效數字則為:"BigDecimal(i).setScale(2, BigDecimal.ROUND_HALF_UP));"。       3.使用Math.ceil(i)方法實作湊整去上限。

三、藍橋杯以及ACM有關高精度計算的題解法介紹

1.問題描述

  輸入一個正整數n,輸出n!的值。

  其中n!=1*2*3*…*n。

算法描述

  n!可能很大,而計算機能表示的整數範圍有限,需要使用高精度計算的方法。使用一個數組A來表示一個大整數a,A[0]表示a的個位,A[1]表示a的十位,依次類推。

  将a乘以一個整數k變為将數組A的每一個元素都乘以k,請注意處理相應的進位。

  首先将a設為1,然後乘2,乘3,當乘到n時,即得到了n!的值。

輸入格式

  輸入包含一個正整數n,n<=1000。

輸出格式

  輸出n!的準确值。

樣例輸入

10

樣例輸出

3628800

import java.math.BigDecimal;
import java.util.Scanner;
/*輸入一個正整數n,輸出n!的值。
  其中n!=1*2*3*…*n。*/
public class GaoJingDuJieCheng {
	public static void main(String[] args) {
		BigDecimal sum = new BigDecimal(1);
		BigDecimal temp1 = new BigDecimal(1);
		BigDecimal temp2 = new BigDecimal(1);
		Scanner sc = new Scanner(System.in);
		int n = sc.nextInt();
		if(n == 1)
		{
			System.out.println("1");
		}
		else{
		for(int i = 0; i <n-1; i++)
		{
			sum = sum.multiply(temp1.add(temp2));
			temp1 = temp1.add(temp2);
		}
		System.out.println(sum);
		}
	}
}
           

結合上文BigDecimal類的使用方法進行了解。就不做詳細的解析。

2.問題描述

輸入兩個整數a和b,輸出這兩個整數的和。a和b都不超過100位。

算法描述

  由于a和b都比較大,是以不能直接使用語言中的标準資料類型來存儲。對于這種問題,一般使用數組來處理。

  定義一個數組A,A[0]用于存儲a的個位,A[1]用于存儲a的十位,依此類推。同樣可以用一個數組B來存儲b。

  計算c = a + b的時候,首先将A[0]與B[0]相加,如果有進位産生,則把進位(即和的十位數)存入r,把和的個位數存入C[0],即C[0]等于(A[0]+B[0])%10。然後計算A[1]與B[1]相加,這時還應将低位進上來的值r也加起來,即C[1]應該是A[1]、B[1]和r三個數的和.如果又有進位産生,則仍可将新的進位存入到r中,和的個位存到C[1]中。依此類推,即可求出C的所有位。

  最後将C輸出即可。

輸入格式

  輸入包括兩行,第一行為一個非負整數a,第二行為一個非負整數b。兩個整數都不超過100位,兩數的最高位都不是0。

輸出格式

  輸出一行,表示a + b的值。

樣例輸入

20100122201001221234567890

2010012220100122

樣例輸出

20100122203011233454668012

下面的代碼利用BigDecimal類完成:

import java.math.BigDecimal;
import java.util.Scanner;
public class GaoJingDuQiuHe {
	public static void main(String[] args) {
		Scanner sc = new Scanner(System.in);
		BigDecimal temp1 = sc.nextBigDecimal();
		BigDecimal temp2 = sc.nextBigDecimal();
		sc.close();
		System.out.println(temp1.add(temp2)); 
	}
}
           

3.問題描述

對數值很大、精度很高的數進行高精度計算是一類十分常見的問題。比如,對國債進行計算就是屬于這類問題。

現在要你解決的問題是:對一個實數R( 0.0 < R < 99.999 ),要求寫程式精确計算 R 的 n 次方(Rn),其中n 是整數并且 0 < n <= 25。

Input

T輸入包括多組 R 和 n。 R 的值占第 1 到第 6 列,n 的值占第 8 和第 9 列。

Output

對于每組輸入,要求輸出一行,該行包含精确的 R 的 n 次方。輸出需要去掉前導的 0 後不要的 0 。如果輸出是整數,不要輸出小數點。

Sample Input

95.123 12

0.4321 20

5.1234 15

6.7592 9

98.999 10

1.0100 12

Sample Output

548815620517731830194541.899025343415715973535967221869852721

.00000005148554641076956121994511276767154838481760200726351203835429763013462401

43992025569.928573701266488041146654993318703707511666295476720493953024

29448126.764121021618164430206909037173276672

90429072743629540498.107596019456651774561044010001

1.126825030131969720661201

下面給出解題代碼:

//對于每組輸入,要求輸出一行,該行包含精确的 R 的 n 次方。輸出需要去掉前導的 0 後不要的 0 。如果輸出是整數,不要輸出小數點。
import java.util.*;
import java.math.*;
public class T1001 {
	public static void main(String[] args) {
		Scanner scan = new Scanner(System.in);
		while(scan.hasNext())
		{
			BigDecimal bd = scan.nextBigDecimal();
			int p = scan.nextInt();
			String str = bd.pow(p).toPlainString();
			int endFlag = str.length();
			for(int i = endFlag-1; i >= 0; i--)
			{
				if(str.contains(".") && str.charAt(i) == '0')
					endFlag = i;
				else
					break;
			}
			str = str.substring(0, endFlag);
			if(str.startsWith("0."))
				str = str.substring(1);
			if(str.endsWith("."))
				str = str.substring(0,str.length()-1);
			System.out.println(str);
		}
	}
}
           

對于三道題中有不了解的地方可以留言!